Matematik

SRP-hjælp. Udledning af v(t).

14. november 2012 af indo (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej

 

Jeg har i mit SRP sat mig for at udlede v(t) i følgende differentialligning:

m*g-k*v^2=m*a

Denne for jeg til følgende:

http://i.imgur.com/bBLh1.png

 

Er dette overhovedet rigtigt?

 

Hvis ja, så er mit andet problem, at når jeg vil teste rigtigheden af prøver jeg at indsætte følgende konstanter ind i funktionen:

k=0.005

g=9.82

m=1

c=0

Hvis funktionen er rigtig, burde en lille k samt en stor m, tilnærme sig følgende funktion:

v=t*g

Men dette syntes jeg ikke at man kan se når de ovenstående værdier indsættes.

(Dette kan ses på dette link: http://imgur.com/kNLA4)

Min udledning kan ses i den vedhæftede fil:

 

 

På forhånd tak! :)


Brugbart svar (0)

Svar #1
14. november 2012 af peter lind

Jeg kan ikke læse din fil.

Det er formlen for  frit fald med luftmodstand. Hvis k er lille og m stor vil du med tilnærmelse få et frit fald uden luftmodstand. så hvis hastigheden er 0 til tiden 0 er det rigtigt med din tilnærmelse. Differentialligningen kan løses ved hjælp ad separation af variable eller et CAS værktøj


Svar #2
14. november 2012 af indo (Slettet)

Jeg kan desværre ikke tjekke det på et CAS-værktøj, så virker min udledning til at være realistisk?


Brugbart svar (0)

Svar #3
14. november 2012 af peter lind

Jeg kan desværre ikke se din udledning. Jeg kan ikke læse det rædsomme docx format


Brugbart svar (0)

Svar #4
14. november 2012 af Andersen11 (Slettet)

#2

Det er da unødigt meget at gøre ud af den ligning.

Da a = dv/dt, har ligningen formen

m·v'= -k·v2 + mg ,

dvs

dt/dv = 1/(g - (k/m)·v2) = (m/k) / ((gm/k) - v2) ,

hvorfor

t = (m/k) · ∫ 1/((gm/k) - v2) dv = (m/k)·√(k/(gm))·tanh-1(v·√(k/(gm))) = t0 + √(m/(gk))·tanh-1(v·√(k/(gm))) .


Svar #5
15. november 2012 af indo (Slettet)

Men er den rigtig?


Brugbart svar (0)

Svar #6
15. november 2012 af Andersen11 (Slettet)

#5

Det ser rigtigt ud i store træk, men nogle af mellemregningerne skal korrigeres.

For eksempel er det ikke korrekt, som du skriver på p3 at

1/(1-x) · 1/(1+x) = 1/(2(1-x)) · 1/(2(1+x)) . Derimod er det

                            = 1/(2(1-x)) + 1/(2(1+x)) ,

og derfor er

∫ 1/(1-x2) dx = -(1/2)ln(1-x) + (1/2)ln(1+x) = (1/2)ln((1+x)/(1-x))

 


Svar #7
15. november 2012 af indo (Slettet)

dejligt! den sørger jeg for at rette! :)

Har du/nogen anden, nogen ide om hvorfor min graf så bliver så anderledes end hvad der kunne forventes?

 


Svar #8
16. november 2012 af indo (Slettet)

m·v'= -k·v2 + mg ,

dvs

dt/dv = 1/(g - (k/m)·v2) = (m/k) / ((gm/k) - v2) 

 

Hvordan kan dette være rigtigt? jeg kan ikke se hvordan du kommer fra det ene til det andet... er faktisk i tvivl om du overhovedet kan... (medmindre jeg mangler en eller anden smart fysisk sammenhæng.)


Brugbart svar (0)

Svar #9
16. november 2012 af Andersen11 (Slettet)

#8

dv/dt er den afledede for funktionen v(t) . dt/dv er den afledede for den omvendte funktion t(v) . Man benytter sætningen om differentiation af den omvendte funktion.

(f-1)'(y) = 1 / f '(f-1(y)) .

Det kan oversættes til

dx/dy = 1 / (dy/dx) ,

hvorfor

dt/dv = 1 / (dv/dt) = 1 / v'(t)


Svar #10
17. november 2012 af indo (Slettet)

Det var dælme smart :)

tusind tak for forklaringen!

 

Har du/nogen anden, nogen ide om hvorfor min graf så bliver så anderledes end hvad der kunne forventes?


Svar #11
17. november 2012 af indo (Slettet)

men giver det ikke det samme når man isolere din og min?


Brugbart svar (0)

Svar #12
17. november 2012 af Andersen11 (Slettet)

#10

Det er jo svært at gætte sig til, hvad du gør.


Svar #13
17. november 2012 af indo (Slettet)

#12

du kan se det på dette link: http://i.imgur.com/bBLh1.png

 

jeg indsætter (1/2*A*rho*c_w) = k. Derefter finder jeg værdier, en høj m, og en lav c_w. og så skulle ovenstående formel gerne ligne v(t)=g*t.


Skriv et svar til: SRP-hjælp. Udledning af v(t).

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.